การศึกษาวิจัยเชื่อมโยงโปรตีนที่หลั่งจากหลอดเลือดกับมะเร็งที่ดื้อยา

มะเร็งเป็นหนึ่งในสาเหตุการเสียชีวิตอันดับต้นๆ ของโลก สาเหตุหลักประการหนึ่งที่ทำให้มะเร็งเป็นโรคร้ายแรงคือความสามารถในการต้านทานยาของเซลล์มะเร็ง

หลังจากการวิจัยทางการแพทย์มานานหลายทศวรรษ นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจว่าเนื้องอกร้ายมักประกอบด้วยเซลล์กลุ่มพิเศษที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง (CSC) เช่นเดียวกับเซลล์ต้นกำเนิดปกติ CSC สามารถจำลองตัวเองและแยกตัวเป็นเซลล์ประเภทต่างๆ ภายในเนื้องอกได้ โดยมีบทบาทสำคัญไม่เพียงแต่ในการเติบโตและการแพร่กระจายของเนื้องอกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพัฒนาการดื้อยาด้วย

น่าเสียดายที่การพัฒนาวิธีการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่เซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่โดยตรงนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องท้าทาย เนื่องจากเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่สามารถปรับตัวและแพร่พันธุ์ได้ ดังนั้น นักวิจัยบางคนจึงหันมาสนใจหลอดเลือดภายในเนื้อเยื่อเนื้องอกแทน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด (เซลล์ที่เรียงรายอยู่ตามหลอดเลือด) บางชนิดหลั่งปัจจัยการสร้างหลอดเลือดที่ควบคุมการแบ่งตัวและการเจริญเติบโตของเซลล์ต้นกำเนิด การทำความเข้าใจว่าเซลล์ใดผลิตปัจจัยเหล่านี้และหน้าที่ของปัจจัยเหล่านี้ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกอาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษามะเร็งรูปแบบใหม่

ภายใต้พื้นหลังนี้ ทีมนักวิจัยจากประเทศญี่ปุ่น รวมถึงศาสตราจารย์ Hiroyasu Kidoya และ ดร. Yumiko Hayashi จากภาควิชาชีววิทยาหลอดเลือดบูรณาการ คณะวิทยาศาสตร์สุขภาพ มหาวิทยาลัยฟุกุอิ ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับโปรตีน 1 ที่เกี่ยวข้องกับการหลั่งของ frizzled (Sfrp1) ซึ่งเป็นปัจจัย angiocrine เพื่อชี้แจงบทบาทของโปรตีนดังกล่าวในเนื้อเยื่อเนื้องอก

ผลการวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ออนไลน์ในวารสาร In Vitro Cellular & Developmental Biology

“แม้ว่าหลอดเลือดจะถือเป็นเส้นทางลำเลียงออกซิเจนและสารอาหารเท่านั้น แต่การศึกษาของเราเน้นที่หน้าที่ของหลอดเลือดที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง นั่นคือการผลิตปัจจัยการสร้างหลอดเลือด เราทำการศึกษานี้โดยมีความคิดว่าปัจจัยการสร้างหลอดเลือดอาจมีส่วนเกี่ยวข้องกับความก้าวหน้าของเนื้องอกด้วย และพยายามค้นหาว่า Sfrp1 ส่งผลต่อการรักษาเซลล์ต้นกำเนิดและเนื้อเยื่อเนื้องอกโดยทั่วไปหรือไม่” ศาสตราจารย์ Kidoya อธิบาย

เพื่อชี้แจงคำถามเหล่านี้ นักวิจัยได้สร้างหนู Sfrp1 knockout (Sfrp1-KO) โดยใช้การตัดต่อยีน CRISPR-Cas9 จากนั้นพวกเขาจึงปลูกถ่ายเนื้องอกมะเร็งปอดเข้าไปในหนู Sfrp1-KO และหนูป่า และสังเกตผลของ Sfrp1 (หรือการขาดผลของ Sfrp1) โดยใช้เทคนิคมาตรฐาน เช่น การย้อมสีภูมิคุ้มกันทางเนื้อเยื่อ การไหลเวียนของไซโตเมทรี และการวิเคราะห์การแสดงออกทางพันธุกรรมเชิงปริมาณ

การทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า Sfrp1 ถูกผลิตขึ้นโดยเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดกลุ่มย่อยในเนื้อเยื่อเนื้องอก และการมีอยู่ของเซลล์นี้มีความสำคัญต่อการเติบโตของเนื้องอก การเติบโตของเนื้องอกถูกระงับในหนู Sfrp1-KO และเซลล์เนื้องอกที่ปลูกถ่ายซึ่งมีการแสดงออกของ Sfrp1 มากเกินไปส่งผลให้เนื้องอกเติบโตเร็วขึ้น

ที่น่าสนใจคือ นักวิจัยพบว่าเนื้องอกที่ขาด Sfrp1 ไม่สามารถรองรับประชากร CSC จำนวนมากในระยะท้ายของการเจริญเติบโตของเนื้องอกได้ แม้ว่าเนื้องอกเหล่านี้จะมีเปอร์เซ็นต์ CSC ในช่วงเริ่มต้นสูงกว่าก็ตาม การค้นพบนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากชี้ให้เห็นถึงบทบาททางชีววิทยาอย่างหนึ่งของ Sfrp1 ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกและการมีส่วนเกี่ยวข้องในพยาธิวิทยาของมะเร็ง

“เซลล์ต้นกำเนิด...

ผลลัพธ์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่า Sfrp1 ไม่ส่งผลต่อโครงสร้างของหลอดเลือดภายในเนื้องอก ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบที่สังเกตได้ต่อการเติบโตของเนื้องอกไม่เกี่ยวข้องกับหลอดเลือด ในทางกลับกัน การวิเคราะห์การแสดงออกทางพันธุกรรมเผยให้เห็นว่า Sfrp1 ส่งเสริมการรักษา CSC โดยปรับเปลี่ยนเส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี (เส้นทางที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ตามวิวัฒนาการซึ่งควบคุมแง่มุมที่สำคัญของการกำหนดชะตากรรมของเซลล์ การอพยพของเซลล์ และการสร้างอวัยวะในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน)

โดยรวมแล้ว ความรู้ใหม่ที่ได้รับจากการศึกษาครั้งนี้อาจช่วยนำทางไปสู่การพัฒนาการบำบัดมะเร็งแบบใหม่ที่มุ่งเป้าไปที่กลไกที่ช่วยรักษา CSC

“การกำหนดเป้าหมายเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดเฉพาะทางที่เกี่ยวข้องกับการผลิตปัจจัยแองจิโอไครน์อาจช่วยทำลายช่องว่างของ CSC ได้ และถือเป็นแนวทางที่มีศักยภาพในการยับยั้งการเติบโตของเนื้องอกโดยมีผลข้างเคียงน้อยที่สุด” ศาสตราจารย์ Kidoya กล่าวสรุป

“ฉันเชื่อว่าสิ่งนี้จะนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาสำหรับผู้ป่วยมะเร็งที่รักษายากซึ่งเนื้องอกมีความต้านทานต่อยาต้านมะเร็ง รวมถึงการบำบัดเพื่อระงับการกลับมาเป็นซ้ำและการแพร่กระจายของมะเร็ง”

การวิจัยเพิ่มเติมตามผลการค้นพบเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นก้าวไปสู่การรักษามะเร็งดื้อยาที่มีประสิทธิผล